Bariyer Metal Nedir?

Bir bariyer metal, yumuşak metallerin diğer nesneleri kirletmesini önlemek için, iki nesne arasına yerleştirilmiş, kaplama veya film şeklinde ince bir metal tabakasıdır. Örneğin, modern talaşlar ve devrelerdeki bakır ve pirinç bileşenler, kristalin yarı iletkenlerin kendiliğinden bozulmasını önlemek için her zaman etraflarında ince bir metal kaplama tabakası içerir. Bazen, bariyer metalleri gerçek metallerden ziyade tungsten nitrür gibi seramiklerden yapılır, ancak yine de bariyer metalleri olarak kabul edilirler.

Bariyer metalleri yarı iletken endüstrisine faydalı olmak için spesifik fiziksel özellikler gerektirir. Açıkçası, bariyer metalinin çevre malzemelerin kendisini kirletmemek için yeterince etkisiz olması gerekir; Bununla birlikte, yarı iletken üretimi, cihaz boyunca elektrik akışı etrafında inşa edilir. Bu nedenle, bariyer metalinin elektrik akışını durdurmaktan kaçınması için yeterince iletken olması gerekir.

Çok az sayıda metal bu kriterlerin her ikisini de karşılamaktadır, bu da yarı iletkenlerde yalnızca küçük bir avuç dolusu malzemenin bir bariyer metal görevi görmesi anlamına gelmektedir. Titanyum nitrür, yarı iletkenlerde en yaygın olarak bulunan bariyer metalidir. Ayrıca krom, tantal, tantal nitrür ve tungsten nitrür de kullanılır.

İletkenlik ve sertlik, bir bariyer metal ile dikkate alınan sadece iki özellik değildir; bariyer metalinin kalınlığı da etkinliğinde çok önemli bir rol oynar. Bakır gibi yumuşak metaller çok ince bir bariyere girebilir. İnce bir bariyere nüfuz eden herhangi bir yumuşak metal, diğer taraftaki korunmasız nesneyi kirletebilir. Öte yandan, çok kalın olan metal kaplama, devredeki elektrik akışını önemli ölçüde etkiler. Yarı iletken mühendisleri, doğru dengeyi sağlamaya çalışan laboratuarları test etmek için çok zaman harcıyorlar.

Bununla birlikte, tüm bariyer metalleri kristalin yarı iletkenleri korumaz. Yumuşak metaller sert metal yüzeyleri bu kadar kolay bozar ve bu kirlenme yüksek teknolojili cihazlarda ürünün bozulmasına neden olabilir. Diğer iki metalin temasını önleyen ince bir inert metal tabakası difüzyon bariyeri olarak bilinir. Difüzyon bariyerleri genellikle plaka metallerinin katmanları arasında bulunur ve metalik bileşenleri lehimden koruyacaktır.

Difüzyon bariyeri için kullanılan metaller yarı iletkenleri korumak için her zaman kullanılan metallerle aynı değildir, ancak metal bileşenleri arasındaki elektrik akışına dayanan cihazlar yarı iletken cihazlar ile aynı bariyer metallerini kullanabilir. Genel olarak, levha metal difüzyon bariyerleri yarı iletken bariyerlerle aynı inert özelliklere ihtiyaç duyar, ancak bunların her iki tarafındaki farklı metallere yapışmaları da gerekir. Altın, nikel ve alüminyum difüzyon bariyerleri için kullanılan üç ortak metaldir.